Pengolahan bijih nikel menggunakan teknologi peleburan konvensional (blast furnace dan rotary kiln electric furnace) membutuhkan konsumsi energi yang besar serta keekonomisan proses dibatasi hanya untuk bijih nikel kadar tinggi (lebih dari 2% Ni). Proses reduksi selektif merupakan salah satu teknologi alternatif dalam pengolahan bijih nikel laterit (kadar rendah) menjadi konsentrat ferronikel dengan menggunakan temperatur proses (atau konsumsi energi) yang rendah. Namun, rendahnya kadar nikel dan recovery yang dihasilkan masih menjadi permasalahan pada teknologi tersebut. Dalam penelitian ini telah dipelajari mengenai pengaruh basisitas (biner, terner dan kuarterner) dalam proses reduksi selektif bijih nikel laterit (limonit dan saprolit) terhadap (1) kadar dan recovery besi-nikel dalam konsentrat, (2) transformasi fasa, (3) struktur mikro ferronikel yang terbentuk, serta (4) kinetika reaksi reduksi. Proses reduksi bijih nikel laterit dilakukan menggunakan muffle furnace dengan batubara sebagai reduktan dan sodium sulfat sebagai aditif. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa besi dan nikel dalam senyawa magnesium silikat-hidroksida (lizardite) dalam bijih nikel saprolit memiliki tingkat reduksibilitas yang lebih rendah dibandingkan dalam bentuk senyawa oksida-hidroksida (goethite) pada bijih nikel limonit. Modifikasi basisitas dengan penambahan CaO, yaitu basisitas biner (CaO/SiO2) dengan nilai 0,1 merupakan basisitas optimum untuk bijih nikel limonit (menghasilkan konsentrat dengan kadar dan recovery nikel sebesar 6,14% dan 89,94%), sedangkan basisitas terner (CaO+MgO/SiO2) dengan nilai 0,6 untuk bijih nikel saprolit (menghasilkan konsentrat dengan kadar dan recovery nikel sebesar 16,11% dan 50,57%). Penambahan CaO mampu memecah ikatan besi dan nikel dalam senyawa silikat, dimana penambahan dalam jumlah yang optimal memberikan dampak positif terhadap peningkatan kadar dan recovery nikel. Modifikasi basisitas melalui penambahan SiO2 menyebabkan terbentuknya senyawa besi silikat, yang akan menghambat laju reduksi besi oksida, namun efektivitasnya jauh lebih rendah dibandingkan besi sulfida dikarenakan titik leburnya yang tinggi. Penambahan MgO akan menyebabkan semakin banyaknya senyawa forsterite (magnesium silikat) dan diopside yang terbentuk, dimana keduanya juga memiliki titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan troilite. Penambahan Al2O3 akan menyebabkan terbentuknya senyawa alumino-magnesioferrite dengan tingkat reduksibilitas yang rendah.
Nickel laterite processing by using conventional technology (blast furnace and rotary kiln electric furnace) requires a large amount of energy consumption. Its feasibility is limited to high-grade ores (more than 2% Ni). The selective reduction process is an alternative technology in low-grade nickel ores processing using low temperature (or low energy consumption). Nevertheless, the low nickel grade and recovery of the product are still the main problems in the selective reduction process. In this work, the effect of basicity (binary, ternary and quarternary) in selective reduction of lateritic nickel ore (limonite and saprolite) on (1) grade and recovery of iron-nickel in concentrate; (2) phase transformation; (3) microstructure of ferronickel; and (4) kinetic of reduction has been investigated clearly. The reduction process of nickel laterite was carried out in a muffle furnace with coal and sodium sulfate as reductant and additive, respectively. The result showed that iron and nickel in silicate magnesium-hydroxide (lizardite) in saprolite had lower reducibility than oxide-hydroxide (goethite) in limonite. Modifying the basicity with CaO addition, which was 0.1 of binary basicity (CaO/SiO2), was the optimum basicity for limonite (producing concentrate with nickel grade and recovery of 6.14% and 89.94%, respectively), while the 0.6 of ternary basicity (CaO+MgO/SiO2) for saprolite (producing concentrate with nickel grade and recovery of 16.11% and 50.57%, respectively). The CaO addition could break the iron-nickel bond in silicate magnesium. Its addition in optimal amount had positively affected the increase of nickel grade and recovery. Modifying basicity with SiO2 addition caused the formation of iron silicate, which could inhibit the reduction of iron oxide. However, it has lower effectivity than iron sulfide due to its high melting point temperature. The MgO addition would promote the formation of forsterite (magnesium silicate) and diopside, which also has high melting point than troilite. The addition of Al2O3 would generate the alumino-magnesioferrite, which had low reducibility.
"Indonesia merupakan negara yang kaya akan batuan mineral, salah satunya adalah bijih nikel laterit, dengan potensi cadangan sebanyak 1,391 milyar ton. Bijih nikel laterit merupakan batuan mineral yang mengandung senyawa oksida besi-nikel. Rendahnya penguasaan teknologi pengolahan bijih nikel laterit menyebabkan potensi sumber daya mineral tersebut belum dapat termanfaatkan secara optimal. Dalam penelitian ini akan dilakukan proses benefisiasi dari bijih limonit dan saprolit dengan proses selektif reduksi menggunakan penambahan aditif Na2SO4, reduktor grafit, dan dua tahap panas (pre-treatment dan reduksi) untuk menghasilkan konsentrat FeNi dengan kadar nikel diatas 5 %. Pemanasan 2 tahap adalah proses pre-treatment bijih nikel laterit agar didapatkan besi nikel yang memiliki kadar dan perolehan kembali logam nikel yang tinggi dengan penggunaan panas yang tidak terlalu tinggi (≤ 1000 â°C) seperti 250 oC, 300 oC, dan 350 oC selama 30, 60, dan 90 menit dan penambahan sulfur yang relatif sedikit (10 %). Teknologi pengolahan bijih nikel laterit kadar rendah menjadi FeNi banyak dilakukan. Namun, penelitian ini berfokus pada dua tahap panas dengan reduktor grafit kadar karbon 90-99 % berat sehingga kelak dapat digunakan sebagai pemodelan pengolahan bijih nikel laterit. Dalam penelitian ini bijih nikel laterit terlebih dahulu menjalani proses benefisiasi/pengkayaan dengan menggunakan metode reduksi selektif pada suhu rendah dan dilanjutkan pada suhu tinggi 1150 °C. Kemudian, dilanjutkan dengan proses pemisahan magnetik. Variasi berat grafit berdasarkan stoikiometri, konsentrasi sodium sulfat, jenis reduktor dan pre-treatment atau thermal upgrading akan dipelajari dalam proses peleburan reduced nickel ore menjadi konsentrat FeNi menggunakan mechanical chemical process. Luaran penelitian ini berupa suatu bagan untuk dijadikan pemodelan alternatif dalam pengolahan bijih nikel laterit jenis limonit dan saprolit menjadi konsentrat FeNi kedepannya dan konsentrat FeNi dengan persentase nikel di atas 5%.
Indonesia is a country rich in mineral rocks, one of which is nickel laterite ore, with potential reserves of 1.391 billion tons. Laterite nickel ore is a mineral rock containing iron-nickel oxide compounds. The low mastery of laterite nickel ore processing technology causes the potential of these mineral resources to not be optimally utilized. In this research, the beneficiation process of limonite and saprolite ore will be carried out with a selective reduction process using the addition of Na2SO4 additives, graphite reducing agents, and two heat stages (pre-treatment and reduction) to produce FeNi concentrates with nickel content above 5%. 2-stage heating is a process of pre-treating laterite nickel ore in order to obtain nickel iron which has high levels and recoveries of nickel metal with the use of heat that is not too high (≤ 1000 oC) such as 250 oC, 300 oC, and 350 oC for 30, 60, and 90 minutes and the addition of relatively little sulfur (10%). The technology of processing low grade nickel laterite ore into FeNi is widely used. However, this research focuses on two heat stages with a graphite reducing agent with a carbon content of 90-99% by weight so that later it can be used as a modeling for laterite nickel ore processing. In this study, the laterite nickel ore first undergoes a beneficiation / enrichment process using a selective reduction method at low temperature and is continued at a high temperature of 1150 °C. Then, followed by the magnetic separation process. Graphite weight variations based on stoichiometry, sodium sulfate concentration, type of reducing agent and pre-treatment or thermal upgrading will be studied in the process of smelting reduced nickel ore into FeNi concentrate using a mechanical chemical process. The output of this research is in the form of a chart to be used as an alternative modeling in the processing of limonite and saprolite laterite nickel ore into FeNi concentrate in the future and FeNi concentrate with a nickel percentage above 5%.